(57)【要約】 【課題】  簡易な構成で広ダイナミックレンジを実現した撮像装置を提供する。【解決手段】  回転板２は、レンズ１によって集光された光学像を透過させる透過部と、レンズ１によって集光された光学像を反射する反射部とを有している。撮像素子Ａ３は、透過部を透過した光学像を光電変換し、第１の画像信号を出力する。撮像素子Ｂ４は、反射部によって反射された光学像を光電変換し、第２の画像信号を出力する。回転板２の構造によって、各撮像素子に入射する光の露光量に差異が付けられている。これによって、２つの撮像素子間で異なる感度の画像信号出力が得られる。映像信号合成部５０は第１の画像信号および第２の画像信号を合成する。【選択図】    図１
2006352757.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体からの光を集光する光学系と、
前記光学系によって集光された光学像を透過させる透過部と、前記光学系によって集光された光学像を反射する反射部とを有する回転板と、
前記透過部を透過した光学像を光電変換し、第１の画像信号を出力する第１の撮像素子と、
前記反射部によって反射された光学像を光電変換し、第２の画像信号を出力する第２の撮像素子と、
前記第１の画像信号および前記第２の画像信号を合成する映像信号合成部と、
を有することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
被写体からの光を集光する光学系と、
前記光学系によって集光された光学像を透過させる透過部と、基準軸に対して第１の角度の傾きを有し、前記光学系によって集光された光学像を反射する第１の反射部と、前記基準軸に対して第２の角度の傾きを有し、前記光学系によって集光された光学像を反射する第２の反射部とを有する回転板と、
前記透過部を透過した光学像を光電変換し、第１の画像信号を出力するする第１の撮像素子と、
前記第１の反射部によって反射された光学像を光電変換し、第２の画像信号を出力する第２の撮像素子と、
前記第２の反射部によって反射された光学像を表示する光学ファインダと、
前記第１の画像信号および前記第２の画像信号を合成する映像信号合成部と、
を有することを特徴とする撮像装置。
【請求項３】
前記透過部を透過する光量と、前記反射部が反射する光量とが異なるように、前記透過部の透過率と前記反射部の反射率が設定されていることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記光学系によって集光された光が照射される前記透過部と前記反射部の面積が異なることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記第１の反射部および前記第２の反射部の反射面の法線軸は共に、前記光学系によって集光された光の光軸に対して斜めとなっていることを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記透過部を透過する光量と、前記第１の反射部が反射する光量とが異なるように、前記透過部の透過率と前記第１の反射部の反射率が設定されていることを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記光学系によって集光された光が照射される前記透過部と前記第１の反射部の面積が異なることを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記第１の撮像素子と前記第２の撮像素子の電子シャッタースピードが異なることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の撮像装置。
【請求項９】
前記回転板は、互いに異なる透過率を有する複数の透過部を具備することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダイナミックレンジを拡大することが可能な撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子撮像装置の目たる光電変換デバイスとして用いられる撮像素子には様々なタイプのものが存在するが、いずれの撮像素子においても、その性能を推し量る上での重要な能力指標に感度と飽和電荷量がある。例えば固体撮像素子の場合、感度は、画素に所定の露光量で光を照射したときにどれほどの電荷を発生することができるかを示し、飽和電荷量は、画素が発生することのできる最大の電荷量を示す。
【０００３】
一方、例えばビデオ撮像装置では出力信号のレベルが規格化されており、規格化された所定の信号レベルを出力する入射露光量の値で感度が表わされ、規格化された信号レベルの何倍まで再現できるかがダイナミックレンジとして表現されている。ダイナミックレンジは撮像装置の回路系で制限される場合もあるが、最大限界は撮像素子の飽和電荷量である。つまり、撮像装置の仕様として感度を定義すると、撮像装置回路あるいは撮像素子の飽和電荷量の限界値によってダイナミックレンジが制限されることになる。仮に、規格レベルの４倍まで表現できる場合、これを４００％のダイナミックレンジと言うものとすると、この％値が大きければ大きいほど、暗いところから明るいところまで、信号階調を潰すことなく再現できる撮像装置であると言うことができる。
【０００４】
ダイナミックレンジは撮像装置にとって重要な性能指標であり、これを拡大する撮像装置が開示されている。例えば、特許文献１には、露光量を変化させ、複数回撮影した同一撮像素子上の同一画素データを結合してダイナミックレンジを拡大する手法が記載されている。また、特許文献２では、結像光学系で集光した光を異なる光量で２経路以上の光路に分割し、２枚以上の撮像素子で受けて得た各撮像素子からの映像信号を合成してダイナミックレンジを拡大する手法が開示されている。
【０００５】
ところで昨今、電子撮像装置における撮像素子の画素数は飛躍的に増大し、映像の高精細化が進んでいる。そのような高精細な撮像装置においては、焦点合わせがよりシビアとなってくる。一般に電子撮像装置の撮影状態を確認するには電子ビューファインダが用いられるが、実用的な大きさの限界から、大画面のものを搭載することは難しい。このため、撮像素子よりも少ない画素数の表示デバイスが使用され、限られた電子ビューファインダ上の画素数に合わせ、撮像した全画素を所定比率で間引くなどの処理を行って全撮像領域を表示している。その結果、電子ビューファインダ上で焦点が合っているか否かを確認できないために、ピントが外れてしまい、折角の高精細な解像能力を発揮できない映像となってしまう問題がある。そのようなことから、実際に撮像している映像を光学像として確認できる光学ビューファインダが、特にプロのカメラマンなどにとって重宝されている。
【０００６】
光学ビューファインダによる視覚を可能にする撮像装置として、特許文献３に記載されているように、撮像素子の前面に回転体を配置する撮像装置が開示されている。これは、結像光学系からの入射光を回転板で反射させて光学ビューファインダへ導く系と、入射光を透過させて撮像素子へと導く系とに時系列で分割するものである。このように、回転体を撮像素子の前面に配置することで特定の効果を発揮する撮像装置が存在する。
【特許文献１】特開平２−１００５６４号公報
【特許文献２】特開平１１−９８４１８号公報
【特許文献３】米国特許出願公開第２００３／０１６９３６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特許文献１に記載された技術では、回転板は、時系列で異なる光量のフレーム画像を得ることに特化されており、光学ビューファインダを適用するには別の光路分離構造が必要になり、構成が複雑になる。
【０００８】
特許文献２に記載された技術では、複数の撮像素子に常時光線を導く光路分割の手法が用いられているため、それぞれの撮像素子に到達する光量が分割され、撮像装置の感度が悪化する。また、光学ビューファインダを適用するには、さらに光分離構造が必要になり、構成が複雑になる。
【０００９】
特許文献３に記載された技術では、単一の撮像素子によって単一の光量の光を捕らえるため、広ダイナミックレンジ画像を得ることができない。
【００１０】
本発明は、上述した問題点に鑑みてなされたものであって、簡易な構成で広ダイナミックレンジを実現した撮像装置を提供することを第１の目的とする。また、本発明は、簡易な構成でダイナミックレンジを拡大すると共に、光学ビューファインダを使用することができる撮像装置を提供することを第２の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、請求項１に記載の発明は、被写体からの光を集光する光学系と、前記光学系によって集光された光学像を透過させる透過部と、前記光学系によって集光された光学像を反射する反射部とを有する回転板と、前記透過部を透過した光学像を光電変換し、第１の画像信号を出力する第１の撮像素子と、前記反射部によって反射された光学像を光電変換し、第２の画像信号を出力する第２の撮像素子と、前記第１の画像信号および前記第２の画像信号を合成する映像信号合成部とを有することを特徴とする撮像装置である。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、被写体からの光を集光する光学系と、前記光学系によって集光された光学像を透過させる透過部と、基準軸に対して第１の角度の傾きを有し、前記光学系によって集光された光学像を反射する第１の反射部と、前記基準軸に対して第２の角度の傾きを有し、前記光学系によって集光された光学像を反射する第２の反射部とを有する回転板と、前記透過部を透過した光学像を光電変換し、第１の画像信号を出力するする第１の撮像素子と、前記第１の反射部によって反射された光学像を光電変換し、第２の画像信号を出力する第２の撮像素子と、前記第２の反射部によって反射された光学像を表示する光学ファインダと、前記第１の画像信号および前記第２の画像信号を合成する映像信号合成部とを有することを特徴とする撮像装置である。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の撮像装置において、前記透過部を透過する光量と、前記反射部が反射する光量とが異なるように、前記透過部の透過率と前記反射部の反射率が設定されていることを特徴とする。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の撮像装置において、前記光学系によって集光された光が照射される前記透過部と前記反射部の面積が異なることを特徴とする。
【００１５】
請求項５に記載の発明は、請求項２に記載の撮像装置において、前記第１の反射部および前記第２の反射部の反射面の法線軸は共に、前記光学系によって集光された光の光軸に対して斜めとなっていることを特徴とする。
【００１６】
請求項６に記載の発明は、請求項２に記載の撮像装置において、前記透過部を透過する光量と、前記第１の反射部が反射する光量とが異なるように、前記透過部の透過率と前記第１の反射部の反射率が設定されていることを特徴とする。
【００１７】
請求項７に記載の発明は、請求項１に記載の撮像装置において、前記光学系によって集光された光が照射される前記透過部と前記第１の反射部の面積が異なることを特徴とする。
【００１８】
請求項８に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の撮像装置において、前記第１の撮像素子と前記第２の撮像素子の電子シャッタースピードが異なることを特徴とする。
【００１９】
請求項９に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の撮像装置において、前記回転板は、互いに異なる透過率を有する複数の透過部を具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、回転板を回転させて、透過部と反射部で光路を切り替えることによって、光学像を構成する光の全光量がそれぞれの撮像素子に入射するので、簡易な構成でダイナミックレンジを拡大することができるという効果が得られる。また、本発明によれば、基準軸に対して異なる傾きを有する第１の反射部および第２の反射部を設け、第１の反射部で反射された光が第２の撮像素子に入射し、第２の反射部で反射された光が光学ファインダに入射するようにしたので、簡易な構成でダイナミックレンジを拡大すると共に、光学ファインダで被写体を視覚することができるという効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、図面を参照し、本発明を実施するための最良の形態について説明する。まず、本発明の第１の実施形態を説明する。図１は、本実施形態による撮像装置の構成を示している。レンズ１（光学系）は被写体から入射する光を集光する。レンズ１によって集光された入射光は、回転板２に照射される。回転板２は、主面の中心を通って主面に垂直な方向に伸びる回転軸Ｃを中心として回転可能に構成されており、照射された光を透過させる透過部と、照射された光を反射する反射部とを有している。本実施形態においては、回転板２の構造によって、各撮像素子に入射する光の露光量に差異が付けられている。これによって、２つの撮像素子間で異なる感度の画像信号出力が得られる。
【００２２】
回転板２に照射された光は、回転板２が回転することによって、撮像素子Ａ３に向けて透過する光と、撮像素子Ｂ４に向けて反射される光とに時系列的に振り分けられる。撮像素子Ａ３および撮像素子Ｂ４は、撮像面に入射した光学像を光電変換し、それぞれの光学像に基づいた画像信号を信号処理部５へ出力する。信号処理部５は映像信号合成部５０を備えており、撮像素子Ａ３および撮像素子Ｂ４から出力された画像信号を1フレーム信号に合成変換した後、図示しない所定の処理を行って、映像信号として撮像装置から出力する。
【００２３】
また、撮像装置には、各種動作のタイミングを制御するためのパルスを発生するタイミングジェネレータ６が搭載されており、タイミングジェネレータ６によって生成されたパルスが撮像制御部７および回転板制御部８へ出力される。撮像制御部７は、入力されたパルスに同期して、撮像素子Ａ３および撮像素子Ｂ４の駆動制御信号を発生し、所定のタイミングで２つの撮像素子の読出し蓄積等を制御する。回転板制御部８は、入力されたパルスに同期して回転板２の駆動信号を発生し、２つの撮像素子の読出し蓄積等にタイミングを合わせるようにその回転速度を制御するため、回転板駆動部９の動作を制御する。回転板駆動部９は、回転板制御部８による制御を受けて、回転板２を回転駆動する。
【００２４】
図２は映像信号合成部５０の構成を示している。撮像素子Ａ３からの出力信号は、図示しないメモリコントローラによってタイミングを制御されてメモリ５１ａまたは５１ｂに書き込まれ、撮像素子Ｂ４からの出力信号も、図示しないメモリコントローラによってタイミングを制御されてメモリ５１ｃまたは５１ｄに書き込まれる。メモリ５１ａおよび５１ｂの出力は、各出力のタイミングが一致しないように切替制御されて広Ｄレンジ処理部５２へ入力される。メモリ５１ｃおよび５１ｄについても同様である。広Ｄレンジ処理部５２は、各撮像素子からの異なる露光量の出力信号を、所定の演算によって加算処理し、階調処理する。単一のメモリに対してライトとリード（書込みと読出し）を同時に実施することができないため、同一の撮像素子からの信号に対して２つのメモリが用意され、交互に信号の書込みおよび読出しが行われる。
【００２５】
図３は回転板２の構成を示している。図３（ａ）のように、回転板２には、全周３６０度のうちそれぞれ１８０度を占める透過領域２０（透過部）と反射領域２１（反射部）が配置される。透過領域２０はレンズ１からの入射光をそのまま透過させ、これを撮像素子Ａ３に入射させる、反射領域２１は図３（ｂ）のようにレンズ１からの入射光を反射角θ度で反射し、これを撮像素子Ｂ４に入射させる。
【００２６】
なお、本実施形態においては、各撮像素子に入射する光の露光量に差異を付けるため、透過領域２０ではほぼ全ての光が透過し、反射領域２１の光反射率は１０％であるとする。露光量に差異を付けるためには、本実施形態のように透過領域２０の透過率の値と反射領域２１の反射率の値を異なる値とする以外に以下の手段を用いてもよい。例えば、各撮像素子の電荷蓄積時間の制御、すなわち電子シャッタースピードの制御を行い、撮像素子Ａ３と撮像素子Ｂ４の電荷蓄積時間（電子シャッタースピード）が異なるようにしてもよい。
【００２７】
また、レンズ１によって集光された光が照射される回転板２の照射領域を構成する透過領域２０と反射領域２１の面積が異なるようにしてもよい。このようにするために例えば、扇形状に構成された透過領域２０の中心角θ１と反射領域２１の中心角θ２が異なるようにし、回転板２の回転速度を一定としてもよい。また、透過領域２０が撮像素子Ａ３を横切る期間と、反射領域２１が撮像素子Ｂ４に入射光を反射させる期間とで、回転板２の回転速度を変化させる等の手段も考えられる。
【００２８】
なお、回転板２の形状は円に限定されず、楕円形や多角形などでもよい。また、回転軸Ｃは回転板２の中心に存在していなくてもよい。さらに、透過領域２０と反射領域２１の形状は扇形状でなくてもよい。また、本実施形態においては、２個の撮像素子を有する撮像装置の形態を例としたが、撮像素子の個数は原理上任意である。
【００２９】
図４は、本実施形態による撮像装置の撮像処理シーケンスを示している。レンズ１からの入射光が回転板２で反射して撮像素子Ｂ４へ照射されている間は、撮像素子Ｂ４が電荷の蓄積を行う。この間、被写体からの光は撮像素子Ａ３に入射しない。レンズ１からの入射光が回転板２を透過して撮像素子Ａ３へ照射されている間は、撮像素子Ａ３が電荷の蓄積を行う。この間、被写体からの光は撮像素子Ｂ４に入射しない。
【００３０】
本実施形態では電荷の蓄積期間以外が全て電荷の読出し期間に割り当てられている。撮像素子Ａ３から読み出される映像信号出力ＳＡｎ（ｎ=１，２，・・・）は信号ＭＡｎ（ｎ=１，２，・・・）として、１フレーム毎交互にメモリ５１ａとメモリ５１ｂへ記録（ライト）される。撮像素子Ｂ４からの映像信号出力ＳＢｎ（ｎ=１，２，・・・）は信号ＭＢｎ（ｎ=１，２，・・・）として、１フレーム毎交互にメモリ５１ｃとメモリ５１ｄへ記録（ライト）される。記録された信号ＭＡｎ、ＭＢｎはメモリ５１ａまたは５１ｂ、メモリ５１ｃまたは５１ｄからそれぞれ同タイミングで読み出されて、広Ｄレンジ処理部５２によって広Ｄレンジ（広ダイナミックレンジ）処理画像Ｄｎとして合成処理され、後段へ出力される。以上のように、異なる露光量のフレーム信号を合成することによって、広ダイナミックレンジ映像を得ることが可能となる。
【００３１】
上述したように、本実施形態においては、レンズ１からの光が回転板２の透過領域２０を透過して撮像素子Ａ３に結像されると共に、回転板２の反射領域２１で反射されて撮像素子Ｂ４に結像される。撮像素子Ａ３に入射する光の露光量と、撮像素子Ｂ４に入射する光の露光量が異なっているため、同じ被写体像に基づいて感度の異なる画像信号が２つの撮像素子から出力される。これら２つの画像信号が、映像信号合成部５０によって合成される。
【００３２】
従来のように、常時光路を分岐するプリズムなどの光学素子によって、２つの撮像素子に光学像を分岐して結像させると、光量が半分になってしまい、撮像素子の感度ロスが発生する。これに対して、本実施形態によれば、回転板２を回転させて、透過部と反射部で光路を切り替えることによって、光学像を構成する光の全光量がそれぞれの撮像素子に入射するので、撮像素子の感度の低下を招くことなく、簡易な構成でダイナミックレンジを拡大することができる。
【００３３】
次に、本発明の第２の実施形態を説明する。図５は、本実施形態による撮像装置の構成を示している。本実施形態においては、回転板２からの反射光を光学ビューファインダ１０へ導く系が追加されている。図５において、図１と同一の構成には同一の符号が付与されている。
【００３４】
図６は回転板２の構成を示している。図６（ａ）は板面全体を示している。回転板２の照射面は、透過領域２０、反射角Ａ領域２２ａ（第２の反射部）、および反射角Ｂ領域２２ｂ（第１の反射部）によって構成されている。図６（ｂ）は、レンズ１からの光が反射角Ａ領域２２ａへ照射されている状態における回転板２上の反射面の状態を示している。また、図６（ｃ）は、レンズ１からの光が反射角Ｂ領域２２ｂへ照射されている状態における回転板２上の反射面の状態を示している。反射角Ａ領域２２ａは入射光の光軸（あるいは回転軸Ｃ）に対して第１の角度の傾きを有しており、反射角Ａ領域２２ａによって反射角Ａで反射された光は光学ビューファインダ１０に入射する。また、反射角Ｂ領域２２ｂは入射光の光軸（あるいは回転軸Ｃ）に対して第２の角度の傾きを有しており、反射角Ｂ領域２２ｂによって反射角Ｂで反射された光は撮像素子Ｂ４に入射する。
【００３５】
なお、本実施形態では反射角Ａ領域２２ａおよび反射角Ｂ領域２２ｂの光反射率を共に１０％にするものとする。基準軸（入射光の光軸あるいは回転軸Ｃ）に対して互いに異なる傾きの反射面を有する反射角Ａ領域２２ａおよび反射角Ｂ領域２２ｂを設けたことによって、レンズ１からの光が反射角Ａ領域２２ａへ照射されている間、入射光が光学ビューファインダ１０へ導かれて、光学像が視覚可能となる。
【００３６】
図７は、本実施形態による撮像装置の撮像処理シーケンスを示している。画像信号の各メモリへの記録、読出しは第１の実施形態と同様である。ただし、本実施形態においては、レンズ１からの光が反射角Ａ領域２２ａに入射する際の光学ビューファインダ１０での視覚可能タイミングが付加されている。
【００３７】
上述したように、本実施形態によれば、基準軸に対して互いに異なる傾きの反射面を有する反射角Ａ領域２２ａおよび反射角Ｂ領域２２ｂを設け、反射角Ａ領域２２ａで反射された光が光学ビューファインダ１０に入射し、反射角Ｂ領域２２ｂで反射された光が撮像素子Ｂ４に入射するようにしたので、２個の撮像素子を用いて広ダイナミックレンジ撮像ができると同時に、光学ビューファインダで撮像映像を視覚することができる。なお、撮像素子は２個に限定されず、入射光の光軸に対して互いに異なる傾きを有する複数の反射領域と、これらに対応して複数の撮像素子を配置すれば、３個以上の撮像素子でも対応が可能となる。
【００３８】
また、反射角Ａ領域２２ａおよび反射角Ｂ領域２２ｂのそれぞれの反射面の法線方向に伸びる法線軸は共に、レンズ１からの入射光の光軸に対して斜めの角度を有している。これによって、回転板２の主面を基準位置として、入射光がレンズ１側に反射されるので、撮像素子Ｂ４および光学ビューファインダ１０をレンズ１側に配置することができ、光学ビューファインダ１０側の光学構造を複雑にすることなく、光路を撮像素子Ａ３および撮像素子Ｂ４と光学ビューファインダ１０とに分岐することができる。
【００３９】
次に、本発明の第３の実施形態を説明する。本実施形態による撮像装置の全体構成は第２の実施形態と同様であるので、説明を省略する。本実施形態による撮像装置の回転板２は、図８に示されるように、互いに異なる透過率を有する透過領域Ａ２３ａおよび透過領域Ｂ２３ｂと、基準軸に対して互いに異なる傾きの反射面を有する反射領域Ａ２４ａおよび反射領域Ｂ２４ｂとを有している。反射領域Ａ２４ａはレンズ１からの入射光を光学ビューファインダ１０へ導き、反射領域Ｂ２４ｂはレンズ１からの入射光を撮像素子Ｂ４へと導く。これら２つの反射領域の反射率を１０％とする。一方、透過領域Ａ２３ａは１００％の透過率を有し、透過領域Ｂ２３ｂは５０％の透過率をそれぞれ有するものとする。
【００４０】
これによって、撮像素子Ａ３側で、時系列的に異なる露光量の光学像を捕らえることができる。その結果、３種類の露光量の光学像を２種類の撮像素子で捕らえることができる。このように、透過率の異なる複数の領域を設けることによって、１つの撮像素子で異なる露光量の出力信号が時系列的に得られ、その結果、撮像素子の数よりも多い数の出力信号が得られるので、広Ｄレンジ処理部５２においてより精度の高い演算が可能となる。
【００４１】
なお、撮像素子Ａ３で異なる露光量の出力信号を得るために、透過領域Ａ２３ａと透過領域Ｂ２３ｂの透過率を同一とし、両者の面積が異なるようにしてもよい。また、透過領域Ａ２３ａまたは透過領域Ｂ２３ｂ内の一部に遮光領域を設け、その遮光領域の面積を調節することによって、透過領域Ａ２３ａを透過する光の光量と、透過領域Ｂ２３ｂを透過する光の光量が異なるようにしてもよい。
【００４２】
本実施形態では、第２の実施形態と比べて、より多くのフレーム信号が広ダイナミックレンジ処理に用いられるため、それぞれを一旦メモリに蓄える際に、増えたフレーム信号数の分だけメモリも増加する。図９は、本実施形態による映像信号合成部５０の構成を示している。映像信号合成部５０においては、撮像素子Ａ３で時系列的に異なる露光量で捕らえられた２枚分のフレーム信号をメモリに一旦蓄えて同タイミングで読み出すために、撮像素子Ａ３からの出力を受けるための計４フレーム分のメモリ５１ａ〜５１ｄが設けられている。また、撮像素子Ｂ４からの1枚分のフレーム信号をメモリに一旦蓄えて同タイミングで読み出すために、計２フレーム分のメモリ５１ｅ〜５１ｆが設けられている。これらのメモリから読み出されたフレーム信号は、広Ｄレンジ処理部５２によって第１の実施形態と同様に合成される。
【００４３】
図１０は、本実施形態による撮像装置の撮像処理シーケンスを示している。図１０には、各撮像素子からの信号の読出しのタイミング、各メモリへのフレーム信号のライトおよびリードのタイミング、広ダイナミックレンジ処理画像の生成のタイミングが示されている。回転板２の回転によって制御される露光タイミング時に各撮像素子で電荷蓄積が行われ、読み出されたフレーム信号がそれぞれのタイミングでメモリに書き込まれ、タイミングを合わせて読み出されて広ダイナミックレンジ処理される。
【００４４】
最後に、第２の実施形態および第３の実施形態のそれぞれにおける広ダイナミックレンジ処理を比較する。図１１は横軸を入射光量（入力露光量）、縦軸を実効Ｄレンジとしたグラフである。信号（ａ）は、第２の実施形態および第３の実施形態における撮像素子Ａ３から透過率１００％の透過部を通過したときに得られる信号レベルであり、グラフに示される撮像素子のＤレンジ限界まで飽和することなく信号が得られるものとする。信号（ｂ）は、第３の実施形態における撮像素子Ａ３から透過率５０％の透過部を通過したときに得られる信号レベルであり、信号（ｃ）は、第２の実施形態および第３の実施形態における撮像素子Ｂ４から１０％の反射部を通過したときに得られる信号レベルである。
【００４５】
第２の実施形態においては、図１１の信号（ａ）と信号（ｃ）を加算した合成信号（Ｘ）が得られるため、実効Ｄレンジは（ｘ）となる。一方、第３の実施形態においては、信号（ａ）、信号（ｂ）、信号（ｃ）を加算した合成信号（Ｙ）が得られるため、実効Ｄレンジは（ｙ）となる。つまり、第３の実施形態では３種の露光量の信号が合成されるため、２種の露光量の信号が合成される第２の実施形態と比較して、実効Ｄレンジが増加（（ｘ）＜（ｙ））する。
【００４６】
ところで、撮像装置の出力信号には、図１２に示されるように物理的な信号出力限界（出力最大値）があり、得られた合成信号（Ｘ）と合成信号（Ｙ）を一定の出力最大値に規格化する必要がある。簡単のため一定比で規格化する場合、合成信号（Ｘ）と合成信号（Ｙ）はそれぞれ出力信号（Ｘ’）と出力信号（Ｙ’）のようになる。第２の実施形態による２種類のフレーム信号を合成した出力信号（Ｘ’）の場合、折れ線ポイントが一箇所であり、ここで急激に信号レベルが変化するのに対し、第３の実施形態による３種類のフレーム信号を合成した出力信号（Ｙ’）の場合には、折れ線ポイントが２箇所であり、緩やかに信号レベルが変化するため、より自然な階調で広いダイナミックレンジを再現することができる。したがって、第３の実施形態によれば、第２の実施形態と比較して、広い実効ダイナミックレンジを有しつつ、自然な階調表現ができることになる。
【００４７】
以上、図面を参照して本発明の実施形態について詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の第１の実施形態による撮像装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施形態による撮像装置が備える映像信号合成部の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の第１の実施形態による撮像装置が備える回転板の構成を示す模式図である。
【図４】本発明の第１の実施形態による撮像装置の撮像シーケンスを示すタイミングチャートである。
【図５】本発明の第２の実施形態による撮像装置の構成を示すブロック図である。
【図６】本発明の第２の実施形態による撮像装置が備える回転板の構成を示す模式図である。
【図７】本発明の第２の実施形態による撮像装置の撮像シーケンスを示すタイミングチャートである。
【図８】本発明の第３の実施形態による撮像装置が備える回転板の構成を示す模式図である。
【図９】本発明の第３の実施形態による撮像装置が備える映像信号合成部の構成を示すブロック図である。
【図１０】本発明の第３の実施形態による撮像装置の撮像シーケンスを示すタイミングチャートである。
【図１１】本発明の第２の実施形態および第３の実施形態による広ダイナミックレンジ処理の比較を説明するためのグラフである。
【図１２】本発明の第２の実施形態および第３の実施形態による広ダイナミックレンジ処理の比較を説明するためのグラフである。
【符号の説明】
【００４９】
１・・・レンズ、２・・・回転板、３・・・撮像素子Ａ、４・・・撮像素子Ｂ、５・・・信号処理部、６・・・タイミングジェネレータ、７・・・撮像制御部、８・・・回転板制御部、９・・・回転板駆動部、１０・・・光学ビューファインダ、２０・・・透過領域、２１・・・反射領域、２２ａ・・・反射角Ａ領域、２２ｂ・・・反射角Ｂ領域、２３ａ・・・透過領域Ａ、２３ｂ・・・透過領域Ｂ、２４ａ・・・反射領域Ａ、２４ｂ・・・反射領域Ｂ、５０・・・映像信号合成部、５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄ，５１ｅ，５１ｆ・・・メモリ、５２・・・広Ｄレンジ処理部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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